ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Вступ

Важливим резервом економії матеріальних і трудових ресурсів є застосування поверхневого зміцнення висококонцентрованими джерелами нагріву (лазерним променем, електронним променем, плазмовим струменем), що дозволяє різко підвищити термін служби виробів, поліпшити їх експлуатаційні характеристики, понизити вартість виготовлення і ремонту.Одній з найбільш перспективних являється плазмова технологія, що інтенсивно розробляється як в нашій країні, так і за кордоном. Ис-користування низькотемпературної плазми ефективне не лише для пері¬плава металів і сплавів, напилення зносостійких, жароміцних і корозійностійких покриттів, різання і зварювання різних матеріалів, але і для поверхневого зміцнення різних виробів. Проведені дослідження і досвід промислового застосування показують, що плазмове джерело поверхневого нагріву може у багатьох випадках застосовуватися разом з такими джерелами, як лазерний і електронно-променевий, забезпечуючи високі техніко-економічні показники процесу. Промислове застосування плазмового поверхневого зміцнення вимагає різнобічного і глибокого розгляду технології процесу і властивостей зміцнених виробів. У зв'язку з цим слід зазначити, що якщо технології лазерного зміцнення присвячено велике число монографій і довідників, численні статті і збірки, то технологія і устаткування для плазмового зміцнення, характеристики зміцнених цим способом виробів мало висвітлені в літературі. Це є однією з причин, стримуючих широке впровадження технології плазмового зміцнення у виробництво.

ВПЛИВИ РЕЖИМІВ ПОВЕРХНЕВОГО ПЛАЗМЕНОГО УПОЧНЕНИЯ НА СТРУКТУРУ І ВЛАСТИВОСТІ СТАЛИ 40Х

Поверхневе зміцнення сталевих деталей за допомогою плазмового дугового розряду - перспективний, але недостатньо вивчений метод. Передусім це відноситься до питань розподілу температурних полів в області нагріву, а також оцінці швидкостей нагріву і охолодження металу в процесі переміщення локального високотемпературного джерела. Особливий інтерес представляє дослідження впливу режимів і швидкості переміщення зони нагріву на формування зміцненого шару з метою отримання оптимального поєднання прочностных властивостей і зносостійкості, обумовленого структурними і фазовими перетвореннями що відбуваються в металі.

Попередні оцінні результати, були отримані експериментально. В якості основного параметра процесу задавали швидкість переміщення зони нагріву і режим горіння дуги.

Дослідження проводилися на мікроплазмовій установці "Мультиплаз 3500", переміщення зони нагріву здійснювали в діапазоні швидкостей 1,5.4мм/c. Растояние від сопла до оброблюваної деталі 2-3мм. Витрата плазмообразующей суміші 0,25 л/година Були узяті зразки круглого прокату діаметром 80 мм і завдовжки 400 мм із сталі 40Х, зміст хімічний елементів відповідало марочному складу. Початкова структура стали 40Х феррито - перлітова. Після обробки зразки розрізали і розділені.

Зразки оброблялися в режимі MODE 2 (горіння дуги відбувається між металом і соплом). В процесі обробки зразки зміцнювалися з різними швидкостями переміщення зони нагріву V1=1,5 мм/c, V2=1,8 мм/c, V3=2 мм/c, V4=2,6 мм/c, V5=2,8 мм/c, V6=3 мм/c, V7=3,4 мм/c, V8=4 мм/c. При макроструктурному аналізі було виявлено, що при обробці зразків із швидкістю V1, V2, V3, V4, V5, відбувається оплавлення поверхні, зона термічного впливу велика. Структура такого зразка матиме мартенсіт (малюнок 1 ). При обробки зразків із швидкістю V6, V7, V8 оплавлення не спостерігається.

Мікроструктура загартованого шару з оплавленням

Рисунок 1 - Мікроструктура загартованого шару з оплавленням

Металографічний аналіз зміцнених зразків з використанням оптичної мікроскопії показав, що зона термічної дії плазмового струменя має форму сегменту (малюнок 2). При обробці без оплавлення вона складається із загартованої зони, в якій сталися мартенситні перетворення, і пограничною (перехідною до початкового матеріалу). При обробці з оплавленням виникає додаткова поверхнева зона оплавлення (загартування з рідкого стану)

Макроструктура плазмового струменя на сталі 40Х

Рисунок 2 - Макроструктура плазмового потоку на сталі 40Х

Мікроструктура загартованої зони є дуже однорідним високодисперсним мартенсітом + залишковий аустеніт + карбіди. Формування такої структури обумовлене малими розмірами аустенітних зерен, що утворилися при високошвидкісному плазмовому нагріві.

Висновки

Плазмова поверхнева обробка - досить простий і эф-фективный спосіб зміцнення сталей. Особливості плазмового поверхневого загартування є короткочасність процесу нагріву і можливість створення умов охолодження, що забезпечують високу інтенсивність, чинять істотний вплив на структуру загартованого шару. Ефект швидкості охолодження при металографічному дослідженні передусім помітний в диспергуванні структури. Швидкість нагріву чинить істотний вплив на розмір рекристаллизованного зерна, оскільки з її уве-личением число центрів рекристалізації росте швидше, ніж швидкість зростання центрів.

При написанні цього реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отриманий у автора або його керівника після вказаної дати.

Список літератури

  1. Ставрев Д.С., Капуткина Л.М., Киров С.К., Шамонин Ю.В. Влияние плазменно – дуговой обработки на структуру превращения и поверхностное упрочнение углеродистых и легированных сталей // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1996, N 9. – C. 16-19.
  2. Плазменное поверхностное упрочнение / Л.Л. Кимович, С.С. Самотугин, И.И. Пирч, В.И. Комар. – К.: Техника, 1990. – 109 с.
  3. Крапошин В.С., Бобров А.В., Гапоненко О.С. Поверхностаня закалка стали 9ХФ при нагребе теплом плазменной горелки // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1989, N 11. – C. 13-17.
  4. Гинзбург Е.Г., Кобяков О.С., Геллер М.А., Парнас А.Л. Иследование процес сов микроплазменной закалки // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1988, N 5. – C. 10-14.
  5. Домбровский Ю.М., Бровер А.В. Обработка стали воздушно – плазменной дугой со сканированием // Металловед. и терм. обработка металлов. – 1999, N 1. – C. 10-12.
  6. Попилов Л.Я Электрический метод обработки метал лов. – М.: Ме-таллургия 1994. – 360 с.
  7. Влияяние поверхностного упрочнения плазменной струей на характер разрушения углеродистых сталей / Л.К. Лещинский, С.С. Самотугин, И.И. Пирч и др. // Физика и химия обраб. Материалов, 1985. – N 3. – C. 100 – 106.
  8. Бейн. Э. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Пер. с англ. М.: 1945. 330 с.
  9. Быков В.А. Пластичность и прочность конструкционной стали. –М.: Судпром-гиз, 1959.- 647 с.